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芯片掩膜:冷門(mén)賽道的狂熱夢(mèng)想

回顧2021年的光伏行業(yè),硅料企業(yè)成為產(chǎn)業(yè)鏈中的最大贏(yíng)家,由緊供需導致的漲價(jià)讓硅料企業(yè)收獲頗豐。

價(jià)格的上漲往往意味著(zhù)產(chǎn)業(yè)鏈話(huà)語(yǔ)權的增強,最近一段時(shí)間,芯片產(chǎn)業(yè)鏈中其實(shí)也出現了關(guān)鍵材料售價(jià)暴漲的情況。

去年11月初,芯片產(chǎn)業(yè)鏈中突然出現“光掩!惫⿷倘钡那闆r,尤其在汽車(chē)芯片領(lǐng)域,這種短缺更加明顯,不僅交貨時(shí)間大幅延長(cháng),而且價(jià)格出現了普遍上漲,部分高端產(chǎn)品甚至直接提價(jià)25%。

這不禁讓“光掩!边@一冷門(mén)賽道重新引起了我們的關(guān)注。

中國芯片產(chǎn)業(yè)起步較晚,目前正面臨較為嚴重的卡脖子問(wèn)題,像光刻機、EDA軟件等核心芯片制造環(huán)節我們都存在明顯的產(chǎn)業(yè)缺口。

在芯片材料領(lǐng)域,我們同樣受到日本企業(yè)的制約,光刻膠、CMP拋光材料、濕化學(xué)品等芯片材料依然絕大部分來(lái)自于海外進(jìn)口,“光掩!闭瞧渲兄。

從規?,“光掩膜”僅約占芯片總成本的13%,其價(jià)值遠低于占比38%的硅片,關(guān)注度更是與硅片相去甚遠。

芯片掩膜:冷門(mén)賽道的狂熱夢(mèng)想

但小小的“光掩膜”價(jià)值卻非比尋常,它不僅是芯片制造中必不可少的核心材料之一,其質(zhì)量的好壞更是直接決定芯片最終的性能。

在全球芯片產(chǎn)能逐漸向中國轉移的大背景下,我國芯片材料的自主替代率卻極低,尤其海外疫情肆虐,芯片材料隨時(shí)有斷供的風(fēng)險,早日完成自主替代已經(jīng)成為中國芯片業(yè)的一致預期。

“光掩!眱r(jià)格的瘋狂上漲向市場(chǎng)發(fā)出了信號,冷門(mén)賽道也有著(zhù)狂熱的夢(mèng)想。

/ 01 /

日本扼住了全球半導體的咽喉

芯片制造是一個(gè)極為復雜的過(guò)程,且隨著(zhù)制程的進(jìn)步,芯片制造的步驟也在不斷增加。

但無(wú)論芯片的步驟如何增加,芯片制造的第一步都必定是光刻,也就是通過(guò)光刻機將提前設計好的電路團刻到晶圓上。

而在整個(gè)光刻過(guò)程中,除必不可少的光刻機外,光掩模也是無(wú)法或缺的。它就好像是照相機的底片,而光刻機相當于曝光裝置,兩者合力才能產(chǎn)生最終的相片。

更進(jìn)一步的講,決定電路圖案的并非光刻機,而是光掩模的結構,因此光掩模猶如芯片產(chǎn)業(yè)鏈的咽喉,只有通過(guò)它,芯片的功能才可以最終實(shí)現。

芯片掩膜:冷門(mén)賽道的狂熱夢(mèng)想

光掩模的準確度和細致度,直接攸關(guān)半導體芯片的品質(zhì),且光掩模不像芯片是流水線(xiàn)作業(yè),每一個(gè)掩膜都需要特殊設計,因此這一行業(yè)呈現高度的定制特性。

按照類(lèi)別劃分,光掩膜廠(chǎng)可以分為晶圓廠(chǎng)自行配套的工廠(chǎng)和獨立第三方掩膜生產(chǎn)商兩大類(lèi)。由于芯片制造設計各家晶圓制造廠(chǎng)的技術(shù)機密,因此晶圓制造廠(chǎng)往往將45nm以下先進(jìn)制程的掩膜版自主研發(fā),而對于45nm以上成熟制程的掩膜版則交給第三方掩膜廠(chǎng)進(jìn)行研發(fā)。

據SEMI 的數據,2019年全球芯片掩膜版市場(chǎng)中,65%的市場(chǎng)份額由晶圓廠(chǎng)自行配套的掩膜版工廠(chǎng)占據,剩余35%的份額則被獨立第三方掩膜工廠(chǎng)瓜分。

目前,全球核心的第三方半導體光掩模產(chǎn)能主要集中在日本,全球日本凸版印刷Toppan和日本DNP公司分別占據全球32%和27%的第三方市場(chǎng)份額,美國的Photronics占據23%的第三方市場(chǎng)份額,剩余份額則被腰尾公司瓜分。

芯片掩膜:冷門(mén)賽道的狂熱夢(mèng)想

由于晶圓廠(chǎng)往往選擇獨自研發(fā)先進(jìn)制程的掩膜,因此很多投資者錯誤的認為光掩模是一個(gè)沒(méi)有太高技術(shù)含量的行業(yè)。但實(shí)際上恰恰相反,掩膜的制作相當于進(jìn)行一次小型的光刻流程,具備光掩模獨立研發(fā)生產(chǎn)能力的企業(yè)實(shí)則是以技術(shù)立足。

日本具備全球60%以上的第三方光掩模產(chǎn)能,其已經(jīng)具備扼住半導體產(chǎn)業(yè)咽喉的能力。雖然沒(méi)有獨立第三方光掩膜廠(chǎng)的助力,芯片廠(chǎng)依然具備自主的掩膜開(kāi)發(fā)能力,但這無(wú)疑會(huì )大幅降低半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度,影響整個(gè)行業(yè)的迭代效率。

基于此,中國芯片產(chǎn)業(yè)想要趕上全球的發(fā)展速度,那么光掩膜的自主替代勢在必行。

/ 02 /

國產(chǎn)光掩膜的艱難起步

光掩模并非晶圓那樣的標準化產(chǎn)品,往往需要根據用戶(hù)的需求來(lái)進(jìn)行定制。因此光掩模的價(jià)格實(shí)則取決于供需關(guān)系。

第三方掩膜廠(chǎng)商并非進(jìn)行簡(jiǎn)單的加工,而是需要完成多達14個(gè)步驟才能最終交付訂單,其中不乏光刻、顯影、刻蝕、清洗、檢測等芯片核心步驟。

也就是說(shuō),光掩模廠(chǎng)不僅需要采購這些半導體設備,而且還要熟練運用。

整體來(lái)看,光掩模的制作是對于企業(yè)半導體綜合能力的一次考量,雖然不需要完成大量的流片工程,但也需要具備從頭到尾獨立生產(chǎn)的能力。

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與日本廠(chǎng)商相比,中國第三方掩膜企業(yè)全方面落后,仍處于技術(shù)積累階段。

由于我國半導體產(chǎn)業(yè)整體起步較晚,因此相關(guān)企業(yè)規模較小,盈利能力較差,難以獲得有效的融資渠道,融資難一度成為阻攔我國半導體行業(yè)發(fā)展的攔路虎。

但在科創(chuàng )板推出后,原有的融資瓶頸被打破,很多盈利能力較弱的半導體產(chǎn)業(yè)鏈公司也得以上市,并逐漸擴大聲量,中國第三方光掩模企業(yè)就是科創(chuàng )板推出后的受益者之一。

2019年的時(shí)候,清溢光電就登陸科創(chuàng )板,成為首家登陸資本市場(chǎng)的光掩模公司;無(wú)獨有偶,路維光電也在2021年提交IPO申請書(shū),有望成為第二家完成上市的光掩模公司。

盡管逐漸登陸資本市場(chǎng),但無(wú)論營(yíng)收規模還是技術(shù)實(shí)力依然差距明顯。由于光掩模不僅是半導體的必備材料,同樣是也液晶屏生產(chǎn)的必備材料,因此中國的光掩模企業(yè)普遍選擇“以屏帶芯”的方式,都將芯片業(yè)務(wù)放在次要的位置。

公告數據顯示,清溢光電2021年上半年總營(yíng)收2.28億元,其中半導體業(yè)務(wù)營(yíng)收3970萬(wàn)元,約占總營(yíng)收的17.4%。路維光電2020年總營(yíng)收4.02億元,其中半導體業(yè)務(wù)營(yíng)收8663萬(wàn)元,約占總營(yíng)收的21.5%。

從公司名字中都帶有光電也可以看出,光掩模企業(yè)的定義依然更偏向于顯示行業(yè)。

除戰略聚焦度差外,中國光掩模行業(yè)還存在產(chǎn)業(yè)鏈斷層的情況。掩膜版的關(guān)鍵上游材料基板都依賴(lài)于從日本進(jìn)口。這就意味著(zhù),即使中國光掩模企業(yè)從海外巨頭手中搶得訂單,但上游材料卻依然需要從日本進(jìn)口,增添了許多的無(wú)奈。

核心實(shí)力差,產(chǎn)業(yè)鏈斷層,這是擺在中國光掩模企業(yè)面前的實(shí)際困境。這樣的背景下,我們究竟應該如何實(shí)現破局呢?

/ 03 /

缺失的上游產(chǎn)業(yè)鏈

產(chǎn)業(yè)鏈的缺失讓中國光掩模企業(yè)總是受制于人,但更令人遺憾的是,我國光掩模產(chǎn)業(yè)鏈距離打通其實(shí)僅差一點(diǎn)點(diǎn)。

半導體光掩模的上游材料是經(jīng)過(guò)加工后的合成石英板,但實(shí)際上我國是并不缺少合成石英產(chǎn)能的,菲利華就是中國合成石英的龍頭公司。

在菲利華2019年的業(yè)績(jì)說(shuō)明會(huì )上,公司董秘鄭巍在活動(dòng)中表示,清溢光電正是菲利華光掩;宓淖罱K客戶(hù)。而清溢光電的招股書(shū)中,我們卻難以發(fā)現菲利華的名字。

難道鄭巍在說(shuō)謊?當然不是,之所以清溢光電沒(méi)有選擇向菲利華直接采購,是因為缺少中間的加工環(huán)節。在掩膜基礎出廠(chǎng)后,實(shí)際還需要經(jīng)過(guò)研磨、拋光、鍍鉻、光阻涂布等幾個(gè)精加工環(huán)節,加工后的精掩膜基板才被交付到光掩模廠(chǎng)商。

據路維光電招股書(shū)顯示,目前全球具備掩膜基板精加工的企業(yè)共有日本HOYA和韓國LG-IT兩家公司,其他公司是不具備掩膜和鍍鉻等加工能力的,這迫使我們只能選擇進(jìn)口精加工后的基板。

芯片掩膜:冷門(mén)賽道的狂熱夢(mèng)想

也就是說(shuō),掩膜基板精加工環(huán)節的缺失導致我國光掩模企業(yè)處于被動(dòng)之中。想要實(shí)現光掩模的自主替代,前提必須是打通整個(gè)上游產(chǎn)業(yè)鏈條,否則是沒(méi)有意義的。

對于產(chǎn)業(yè)鏈的缺失,無(wú)論是上游的菲利華還是下游的清溢光電,實(shí)則都是心知肚明的。因此他們都已經(jīng)開(kāi)始嘗試向產(chǎn)業(yè)中游進(jìn)行拓局。

菲利華在合肥投資建立子公司光微光電,涉足TFT-LCD及半導體光掩模板精加工項目,但暫未涉及涂膠和鍍鉻領(lǐng)域;清溢光電同樣也在合肥布局產(chǎn)線(xiàn),進(jìn)行涂膠研發(fā)。如此來(lái)看,鍍鉻是技術(shù)環(huán)節最大的缺口。

芯片掩膜:冷門(mén)賽道的狂熱夢(mèng)想

盡管從目前來(lái)看,掩;逡廊淮嬖诩夹g(shù)缺口,但好的一點(diǎn)在于,產(chǎn)業(yè)上下游已經(jīng)開(kāi)始嘗試合力打通整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。

尤其在科創(chuàng )板推出后,越來(lái)越多的資本可以投入到半導體產(chǎn)業(yè)的建設中,有望加速產(chǎn)業(yè)鏈上下的整合,補上技術(shù)方面存在的缺口。

在今年上半年,清溢光電的半導體業(yè)務(wù)增速遠高于液晶業(yè)務(wù),半導體掩膜已經(jīng)成為清溢光電的營(yíng)收增長(cháng)核心,并有望受益于半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展而延續增長(cháng)。

放眼未來(lái),一旦整個(gè)精加工掩膜基板產(chǎn)業(yè)鏈跑通,那么我國產(chǎn)業(yè)鏈上下游的產(chǎn)品附加值都有望得到大幅提升,從而真正實(shí)現國產(chǎn)替代,屆時(shí)掩膜企業(yè)的市場(chǎng)份額才更有意義。

       原文標題 : 芯片掩膜:冷門(mén)賽道的狂熱夢(mèng)想

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫(xiě),觀(guān)點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場(chǎng)。如有侵權或其他問(wèn)題,請聯(lián)系舉報。

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